JPS5924823B2

JPS5924823B2 - 断層撮影装置

Info

Publication number: JPS5924823B2
Application number: JP52050498A
Authority: JP
Inventors: 恒吉田
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1977-04-30
Filing date: 1977-04-30
Publication date: 1984-06-12
Also published as: JPS53135591A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は断層撮影装置の一つであるコンピュータートモ
グラフィ装置において、全放射線ビームが断層面を透過
するよう断層面の大小に合わせて放射線源の被写体まで
の距離を可変できるようにした断層撮影装置に関するも
のである。

断層撮影装置の一つにコンピュータ・トモグラフィ（Ｃ
ｏｎｐｕｔｅｒｉｚｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ：以下
、ＣＴ装置と略称する）と呼ばれる装置がある。

このＣＴ装置は例えば放射線源にＸ線管を用いて、Ｘ線
管とＸ線検出器とを所定距離離間させて対峙させながら
被写体の断層面に扁平で扇状に広がるファンビームＸ線
を曝射し、一回曝射する毎に１度ずつ１８０°にわたっ
てこれを次々に繰り返えし、被写体断層面のあらゆる方
向からのＸ線吸収率データをＸ線検出器によって得た後
、このデータを電子計算機で解析し、断層面の個々の位
置のＸ線吸収率を算出して、その吸収率に応じた階調度
で断層面を再構成するようにしたもので、断層面各部分
の組成を２０００段階にも及ぶ階調度で分析することが
できるので、軟質組織から硬質組織に至るまで明確な断
層像が得られる。

上述のＣＴ装置は第３世代と呼ばれるものであるが、こ
のようなＣＴ装置は第１図に示す如く、互いに対峙させ
て配設されたＸ線管１とＸ線検出器２は０点を回転中心
として一体に回転移動される。

Ｘ線管１は前述の如くファンビーム線ＦＢを曝射し、こ
の広がったファンビームＸ線ＦＢを個個の箇所でそれぞ
れ検出できるようにＸ線検出器２は複数の検出素子を並
設して構成してファンビームＸ線ＦＢの広がり範囲に対
応させて配してある。

従って、０点を回転中心としてＸ線管１とＸ線検出器２
とを回転させた場合にはファンビームＸ線ＦＢの外縁に
よって描かれる軌跡は０点を中心とするＡの如き円とな
り、この円Ａ内であればＸ線管１とＸ線検出器２を１８
０°にわたって回転させた場合にあらゆる方向からのＸ
線吸収率データが得られることになる。

即ち、円Ａ内が撮影可能領域となるのである。

ところで、第２図ａに示す如く、撮影可能領域の円Ａ内
にこの円Ａより遥かに小さい被写体Ｂを配置し、撮影を
行なおうとすると、Ｘ線管１とＸ線検出器２を回転させ
た場合に被写体Ｂを透過するファンビームＸ線は撮影可
能領域全体を通るファンビームＸ線ＦＢに比べ遥かに少
なくなり、全ファンビームＸ線ＦＢのうち、被写体Ｂの
断層面のＸ線吸収率データ収集に寄与するＸ線はごく少
量となる。

従って、被写体Ｂの断層面部分を通らないＸ線は不要な
ものとなるが、このような不要なＸ線の検出データもデ
ータとして電子計算機に送られて演算処理されるから、
不要なデータの処理にも時間を費やす結果となる。

また、被写体Ｂの断層面が狭いためにここを通るＸ線の
幅が少ないことから、この断層面のデータ収集に寄与す
るＸ線検出器２の検出素子数も少なくなる。

従って、検出素子全体を本来必要とする断層面のデータ
収集に当てることができず、不必要なデータを得ること
から、誤診の原因や、時間的にも無駄の多いデータ収集
作業となる。

このような場合、第２図すに示す如くファンビームＸ線
ＦＢが被写体Ｂの断層面輪郭一杯にかかるように被写体
Ｂの断層面の直径相当の撮影可能領域が形成される位置
０７点にＸ線管１とＸ線検出器２の回転中心を移動させ
、ここに被写体Ｂを配置すればファンビームＸ線ＦＢは
すべて被写体Ｂの断層面を通り、全データを断層面デー
タとして収集できることになる。

従って、高精度な再構成像が得られ、データ収集及び処
理に無駄がなくなる。

ところが、このように回転中心位置を変えるに当っては
、Ｘ線管１とＸ線管２との間の距離及び被写体を配置す
る位置は、被写体の受ける被曝量や検出する映像の拡大
率を考慮し、はぼ一定位置であるので、この被写体配置
位置の中心点を基準としてＸ線管１とＸ線検出器２を移
動させることによって被写体配置位置における撮影可能
領域の調整を行なわなければならない。

その場合、Ｘ線管１とＸ線検出器２は摺動支持枠の両端
近傍に互いに対峙させて取付け、この支持枠はリンク状
の回転支持枠に取付けて１度毎の回転動作はこの回転支
持枠により、また、撮影可能領域の可変設定は摺動支持
枠の移動調整により行なわせるようにしているが、摺動
支持枠を回転支持枠上に移動可能に取付けることから重
量の重いＸ線管等を保持した摺動支持枠は回転支持枠の
回転の際、機械的遊びのために回転支持枠の回転中心と
Ｘ線管１から曝射されるファンビームＸ線の中心とがず
れ、撮影可能領域が歪んでしまう。

その場合、ファンビームＸ線の中心線の通る位置が回転
角によって異なり、当然のことながら被写体のＸ線吸収
率データも角度によって位置的な誤差が生じ、その結果
、正確なデータの解析が行なえなくなる。

また、撮影可能領域の調整のために摺動支持枠を移動さ
せると、回転支持枠の回転中心に対するＸ線管等の距離
が変わることから、回転支持枠全体の重量的バランスが
変化し、回転動作を円滑に行なわせることができなくな
る。

その結果、正確なピッチで回転動作が行なえなくなり、
データ解析が不正確となる。

従って、正しい再構成像が得られないので、誤診を招く
心配が生ずる。

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、摺動支持枠
の移動にともなう回転支持枠の重量バランスを支持枠の
移動に対して相対的に移動するカウンタウェイトにより
保持させると共に、摺動支持枠の移動をボールスクリュ
ーにより行なわせるようにして機械的遊びを抑えること
により撮影可能領域を可変とすると共に高精度のデータ
収集を可能とした断層撮影装置を提供することを目的と
する。

以下、本発明の一実施例について第３図を参照しながら
説明する。

図はＣＴ装置の回転支持部分の概略的な構成を示す正面
図であり、図中１０１は中央に孔１０１ａを穿設して成
る円板状の回転支持枠であり、この回転支持枠１０１に
はその一端部に方形の切欠部１０１ｂを形成しである。

１０２は窓枠状の摺動支持枠であり、この支持枠１０２
は前記孔１０１３部分から前記切欠部１０１ｂ方向に移
動し得るよう回転支持枠１０１にはその孔１０１ａ及び
切欠部１０１ｂを結ぶ線に平行に丸棒による案内棒１０
３ａ、１０３ｂ並びに案内レール１０４ａ、１０４ｂを
設は摺動支持枠１０２の側部に設けた前記案内棒１０３
ａ、１０３ｂと摺動自在に嵌合させる係合具１０２ａ
、１０２ｂ及び前記案内レール１０４ａ、１０４ｂ
に係合される係合体１０２ｃ、１０２ｄにて取付は保
持させである。

１０５は前記支持枠１０２に前記切欠部１０１ｂ側に位
置させて取付けたＸ線管、１０６は摺動支持枠１０２の
Ｘ線管１０５取付側の対向辺部にこのＸ線管１０５と対
向して設けられたＸ線検出器、１０７は前記案内枠１０
３ａと平行に且つ前記摺動支持枠１０２の図右辺位置に
位置させて前記回転支持枠１０１上に取付られたボール
スクリューであり、このボールスクリュー１０７は前記
摺動支持枠１０２の図示右辺位置に設けられたポールナ
ツト１０８と係合され、ボールスクリュー１０７の回転
に伴なって前記摺動支持枠１０２は図示矢印Ｕ−Ｄ方向
へ移動する。

１０９は回転支持枠１０１に固定されて取付られ前記ボ
ールスクリュー１０７の先端に係合されたボールスクリ
ュー回転停止用のブルーキ、１１０は回転支持枠１０１
に固定されて取付られベルト１１１を介して前記ボール
スクリュー１０７に回転力を与えるモータである。

回転支持枠１０１には前記案内棒１０３ａと平行に丸棒
による案内棒１１２及び案内レール１１３を平行に配設
して取付けると共にこれら案内棒１１２と案内レール１
１３との間にはこれらと係合して摺動するカウンタウェ
イト（バランス用重り）１１４を設けである。

また、回転支持枠１０１には前記案内レール１０４ａ側
にこれと平行に丸棒による案内棒１１５及び案内レール
１１６とを平行に配設して取付けると共にこれら案内棒
１１５と案内レール１１６との間にはこれらと係合して
摺動するカウンタウェイト１１７を設けである。

回転支持枠１０１には前記案内棒１１２の両端近傍に一
対のブー’Ｊ１１８ａ。

１１８ｂを設けると共に摺動支持枠１０２の右辺図示上
部寄りに一対のプーリ１１８ｃ、１１８ｄを設け、摺動
支持枠１０２の図示右辺中間部よりやや図示下方位置に
設けたワイヤ固定具１１９にワイヤロープ１２０の一端
を固定し、このワイヤロープ１２０を前記プーリ１１８
ｄ→１１８ｂ→１１８ａ→１１８ｃと掛は渡した後、摺
動支持枠１０２の図示右側上部位置に設けられた張力調
整可能な固定具１２１に固定する。

そして、ワイヤロープ１２０の一部をカウンタエイト１
１４に固定することによって、摺動支持枠１０２の移動
とともにカウンタウェイト１１４の位置が移動されるよ
うに構成しである。

また、回転支持枠１０１には前記案内棒１１５の両端近
傍に一対のプーリ１２２ａ、１２２ｂを設けると共に摺
動支持枠１０２の左辺図示上部寄りに一対のプーリ１２
２ｃ、１２２ｄを近接して設け、支持枠１０２の図示
左辺中間部近傍に設けたワイヤ固定具１２３にワイヤロ
ープ１２４の一端を固定し、このワイヤロープ１２４を
前記プーリ１２２ｄ−＋１２２ｂ−＋１２２ａ−＋１２
２ｃと掛は渡した後、可動支持枠１０２の図示左側上部
位置に設けられた張力調整可能な固定具１２５に固定す
る。

そして、ワイヤロープ１２４の一部をカウンタウェイト
１１７に固定することによって、摺動支持枠１０２の移
動とともにカウンタウェイト１１７の位置が移動される
ように構成されている。

上記構成によればモータ１１０を回転させることにより
ベルト１１１を介してボールスクリュー１０７が回転さ
れ、このボールスクリュー１０７と係合しているポール
ナツト１０８により、ボールスクリュー１０７の回転運
動は直線運動に変換されて、摺動支持枠１０２は案内棒
１０３ａ。

１０３ｂ及び案内レール１０４ａ、１０４ｂに案内さ
れて図示矢印Ｕ−Ｄ方向へ移動し、これによって、Ｘ線
管１０５とＸ線検出器１０６の回転支持枠１０１の孔１
０１ａ中心点に対する位置が変化する。

一方、支持枠１０２にはワイヤロープ１２０及び１２４
の両端がそれぞれ固定されており、これらワイヤロープ
１２０、１２４は定位置に設けられたプーリ１１８ａ
〜１１８ｄ、１２２ａ〜１２２ｄに掛は渡され
ているので、摺動支持枠１０２の移動によりワイヤロー
プ１２０及び１２４が移動してカウンタウェイト１１４
及び１１１は摺動支持枠１０２の移動方向と逆方向に等
量だけ移動する。

これにより摺動支持枠１０２の移動によって変動した回
転支持枠１０１のバランスは補正され、バラノスが保た
れる。

このようにボールスクリューとポールナツトにより支持
枠の移動を行なわせるようにしたので、高精度の移動機
構とすることができ、一般のリードスクリューのような
機械的遊びを最小限に抑えることができると共に摺動支
持枠の移動と共に移動し、回転支持枠全体の重量バラン
スを補正するようにしたので、撮影可能領域を可変した
場合においても、常に重量バランスは保たれるから、回
転支持枠の回転精度は保たれ、従って予定の角度方向か
らのデータ収集を行なうことができる他機械的遊びがな
いので、高精度のデータ収集が可能となる等、優れた特
徴を有する断層撮影装置を提供することができる。

尚、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定するこ
となく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実
施し得るものである。

【図面の簡単な説明】第１図は撮影可能領域の説明をするための図、第２図ａ
及びｂはＣＴ装置の回転中心の位置と撮影可能領域との
関係を示す図、第３図は本発明の一実施例を示す部分正
面図である。１０１・・・・・・回転支持枠、１０１ａ・・・・・・
孔、１０２−・−・・・支持枠、１０５・・・・・・Ｘ
線管、１０６・・・・・・Ｘ線検出器、１０７・・・・
・・ボールスクリュー、１０８・・・・・・ポールナツ
ト、１０９・・・・・・ブレーキ、１１０・・・モータ
、１１４，１１７・・・・・・カウンタウェイト、１１
８ａ、〜１１８ｄ、１２２ａ〜１２２ｄ・−−
−−−プーリ、１２０，１２４・・・・・・ワイヤロー
プ。

Claims

【特許請求の範囲】

１被写体断層面各方向からの放射線吸収データを収集
し、これを解析して断層面各部分の放射線吸収率を求め
断層像を再構成するようにしたコンピュータトモグラフ
ィにおいて、中央に被写体配設用の孔が穿設されこの孔
を回転中心として回転する回転支持枠と、前記孔の方向
に扇状に拡がり中心ビームが前記回転中心と一致する放
射線ビームを放射する放射線源と、この放射線源が一端
に取付られ前記回転支持枠の孔を囲むように配置され回
転支持枠に前記回転中心の軸に対して前記放射線ビーム
が常に一致してこのビーム中心軸方向に移動可に取付ら
れた摺動支持枠と、放射線を検出する複数の検出素子を
並設してなり前記支持枠の他端に取付られて前記放射線
源に対向する放射線検出器と、前記回転支持枠に取付ら
れ前記摺動支持枠に係合してこの摺動支持枠を移動させ
るボールスクリュー及びポールナツトを用いた駆動装置
と、前記回転支持枠に移動可能に取付られた平衡用のバ
ランスウェイトと、前記摺動支持枠の移動に連動して前
記バランスウェイトを摺動支持枠と逆方向に移動させ前
記回転支持枠の重量平衡を補正する装置とを具備したこ
とを特徴とする断層撮影装置。